Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen des saisonalen Anfalls von Mischgrün erfolgten für die Monate März bis September. Für einen vollständigen Überblick ist es jedoch erforderlich den Anfall ganzjährig zu erfassen. Dies gilt sowohl für die visuelle Sichtung als auch für die Trenn- und Biogasversuche. Des Weiteren ist es erforderlich, Wetterdaten und meteorologische Auffälligkeiten messtechnisch zu erfassen und in die Bewertungen mit einfließen zu lassen. Hierfür kann auf die Daten örtlicher Wetterdienste, wie beispielsweise der Wetterstation auf den Gelände der HAW-Hamburg zurückgegriffen werden. Die Probenahem während der praktischen Arbeiten erfolgte einmal monatlich. Um die Veränderungen im Verlauf eines Monats besser abschätzen zu können sollten einige Monate genauer, beispielsweise durch wöchentliche Probenahme, analysiert werden.
Eine detaillierte Befragung der Anlieferer, z.B. durch einen Fragebogen, könnte zusätzlich Aufschluss über die genaue Herkunft, der im Mischgrün enthaltenen Materialien geben. So kann zum einen genau eingegrenzt werden, aus welchen Pflegemaßnahmen das Material hervorgeht und zum anderen, auf welchen Flächen (privat, kommerziell, öffentlich) es zurückgeführt werden kann.
Außerdem sollte die Komplexität der Probenahme erhöht werden, indem nicht nur Material des Abfallwirtschaftszentrums in Trittau untersucht wird, sondern Mischgrünproben von verschiedenen Verwertungsunternehmen in die Untersuchung einbezogen werden. Außerdem sollte die Anwendbarkeit auf Gesamtdeutschland geprüft werden, indem Beispielsweise in Süd-, Ost- und Mitteldeutschland die gleichen Versuche wiederholt werden.
Das Mischgrün erreicht in seiner derzeitigen Form nur etwa ein Drittel des Biogaspotentials von Maissilage, welches hauptsächlich in Biogasanlagen zum Einsatz kommt. Um den Ertrag zu erhöhen, sollte eine Analyse von einzelnen Pflanzen auf ihr Biogaspotential hin erfolgen. Anhand der so gewonnen Daten könnte ermittelt werden, welche Pflanzen bzw. Pflanzenteile sich eignen um einen hohen Biogasertrag zu generieren. So könnte in Zusammenhang mit optimierten Sammelwegen ein neuer Stoffstrom entstehen, der ein höheres Biogaspotential liefert. Die Aufteilung in eine holzige und eine krautige Fraktion lieferte nur eine geringe Biogaspotentialsteigerung. Deshalb ist eine Einteilung in gut abbaubare und schlecht abbaubare Substanzen sinnvoller und sollte deshalb in den Vordergrund gestellt werden.
Die bislang bestehenden Sammelwege sollten optimiert werden. So könnte eine Trennung direkt beim Anfall des Materials eine effektivere Nutzung ermöglichen. Das aus den Pflegemaßnahmen resultierende Mischgrün, könnte direkt in gut und schlecht abbaubare Fraktionen getrennt und unterschiedlichen Verwertungswegen zugeführt werden.
Zusätzlich sollten andere Nutzungspfade untersucht werden. Besonders die Möglichkeit der thermischen Verwertung sollte genauer analysiert werden. Die Heizwerte und der Aschegehalt, des
69 Mischgrüns und der durch die Trennung entstehenden Fraktionen, sollten bestimmt werden um weitere Aussagen über die Verwertungsmöglichkeiten treffen zu können.
Um eine effektivere Trennung zu ermöglichen, sollten zusätzliche Trennverfahren und Trennaggregate getestet werden. Weiter in den Fokus sollten angepasste Trennmerkmale rücken. Dabei sollte nach speziellen Eigenschaften der gut abbaubaren Pflanzen und Pflanzenteile gesucht werden, die für eine Trennung genutzt werden können. Die Aufteilung in eine krautige und eine holzige Fraktion wie sie derzeit besteht, hat sich in dieser Arbeit nicht bewährt und sollte wie bereits beschrieben überarbeitet werden. Um die Trennung effektiver gestalten zu können, sollte außerdem die Zerkleinerung näher betrachtet und andere Zerkleinerungsaggregate getestet werden.
Eine weitere Möglichkeit das Mischgrün energetisch effektiver zu nutzen, stellen mechanische, bio-chemische und bio-chemische Vorbehandlungen dar. Durch eine enzymatische Vorbehandlung könnte der schwer abbaubare Ligno-Cellulose-Komplex aufgebrochen und die leichter abbaubaren Stoffe für die Mikroorganismen zugänglich gemacht werden. Ultraschall- und Mikrowellenbestrahlung könnte durch die einwirkende Energie den Ligno-Cellulose-Komplex zerstören und so die Abbaubarkeit verbessern.
Außerdem kommen, zur effektiveren Biogaserzeugung, Vorbehandlungen mit Stickstoff, Säure, Hochdruck oder hohen Temperaturen in Frage und sollten näher analysiert werden.
Des Weiteren sollte die rein stoffliche Nutzung, wie sie derzeit durch die Kompostierung stattfindet, mit der kombinierten Nutzung von anaerober Fermentation und Kompostierung verglichen werden.
Das Mischgrün könnte in den Fermentern einer Trockenfermentationsanlage als Strukturmaterial dienen und anschließend durch eine Kompostierung stofflich genutzt werden.
Schließlich sollte eine ausführliche CO2 Bilanz erstellt werden. Dabei sollte der gesamte derzeitige Kreislauf, von Beginn des Pflanzenwachstums bis zur Wiederaufbringung des kompostierten Materials, enthalten sein(Life Cycle Assessment). Außerdem sollte der Nutzen durch die Substitution von fossilen Brennstoffen durch die Biogaserzeugung und die damit verbundene CO2 Einsparung, dem Aufwand durch den Bau und Betrieb der Biogasanlage, gegenübergestellt werden. Im Detail sollte auch die CO2 Einsparung durch Trennverfahren oder Vorbehandlungsmethoden gegenüber dem dadurch entstehendem Aufwand und der damit verbundenen CO2 Emission analysiert werden. Neben der CO2 Bilanz empfiehlt sich auch eine Wirtschaftlichkeitsrechnung, um die Attraktivität für Unternehmen zu steigern.
V
Literaturverzeichnis
Adwiraah, Helmut, Körner, Ina und Bade, Olaf. 2009. Energetische und stoffliche Nutzung organischer Abfälle der SRH unter besonderer Berücksichtigung des Klimaschutzes - Erstellung und Bewertung denkbarer Nutzungspfade -. Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft (IUE), Technische Universität Hamburg-Harburg. Hamburg : s.n., 2009. nicht veröffentlicht.
Amon, Thomas. 2005. Biogaserzeugung aus Grünlandbiomasse im Alpenraum. Landtechnik, Agriculture Engineering. 2005, Bd. 60.
Amon, Thomas. biogas-infoboard.de. [Online] [Zitat vom: 24. 11 2011.] http://www.biogas-infoboard.de/pdf/Amon_AH_v3.pdf.
Bärtels, Andreas. 1991. Gartengehölze. Stuttgart : Eugen Ulmer GmbH & Co, 1991. ISBN 3-8001-6399-3.
Bischofsberger, W., et al. 2005. Anaerobtechnik. Berlin, Heidelberg : Springer-Verlag, 2005. ISBN 3-540-06850-3.
BMWi. Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. [Online]
http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/energiekonzept_bundesregierung.pdf.
Brauer, Heinz. 1996. Produktions- und produktintegrierter Umweltschutz. Heidelberg : Springer, 1996. ISBN 3-540-58059-X.
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. 2008. Anteil erneuerbarer Energien (EE) am gesamten Primärenergieverbrauch (nach Wirkungsgradmethode). Berlin : s.n., 2008.
Bundesministerium für Umweltschutz, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. [Online] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz
und Reaktorsicherheit. [Zitat vom: 02. 12 2011.]
http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/bioabfv_anh1.pdf.
Dornack, Christina. 2001. Termophile Vergärung von Mischsubstraten. Dresden : Technische Universtät Dresden, Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft, 2001. ISBN 1615-083X.
Europäisches Parlament. BMU. [Online] [Zitat vom: 26. 11 2011.]
http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/abfall_verbringunsvo.pdf.
VI Geradie, M.H. 2003. The microbiology of anaerobic digesters. New Jersey : John Willey & Sons Inc., 2003. ISBN 0-471-20693-8.
Guter Rat bei allen Gartenfragen. 2002. Guter Rat bei allen Gartenfragen. Guter Rat bei allen Gartenfragen. Genhemigte Sonderausgabe, 30. November 2002, S. 160.
H. Rumpf, K. Schönert. 1972. Zerkleinern: 2 T. Weihenheim : Verlag Chemie, 1972, 1972.
Dechema-Monographien. Sammelbände von Einzeldarstellungen über Forschung und Entwicklung auf Gebieten des chemischen Apparatewesens. Nr. 1292-1326, Bd. 69.
Hildermann, Swetlana. 2010. Gasbildungspotential von Grünabfällen. Hamburg : Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft Technische Universität Hamburg-Harburg, 2010. Bd.
Diplomarbeit. nicht veröffentlich.
Hirschberg, Hans Günther. 1999. Handbuch Verfahrenstechnik und Anlagenbau. Heidelberg : Springer, 1999. ISBN 3-540-60623-8.
Hofmann. 2001. Grundlagen der Biogaserzeugung. [Online] Regierung Niederbayern, 2001. [Zitat vom: 20. 10 2011.] http://wiki.istanbullisesi.net/images/e/e5/Grundlagen_Biogas.pdf.
Hofrich, H. und Steinbüchel, A. 2001. Biopolymers. Weinheim : WILEY-VCH Verlag, 2001. ISBN-3-527-30220-4.
Jaeckel, Erhard. 1983. Gärtnern nach der Natur. Stuttgart : Eugen Ulmer GmbH & Co, 1983. ISBN 3-8001-6148-6.
Kaltschmitt, Martin und Hartmann, Hans. 2001, 2009. Energie aus Biomasse . [Hrsg.] Hermann Hofbauer. Heidelberg : Springer-Verlag Berlin , 2001, 2009. ISBN: 3-540-85094-6; e-ISBN: 978-3-540-85095-3.
Kern, M., Raussen, T. und Apel, E. 2009. Energetische und stoffliche Verwertung von Abfallbiomass. Witzenhausen : Witzenhausen-Instiut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH, 2009.
ISBN 978-3-9812405-4-2.
Körner, Ina. 2008. Stickstoffhaushalt bei der Kompostierung - Bilanzen, Gehalte, Umsetzungs- und Auftragsprozesse. [Hrsg.] Prof. Dr-Ing. R. Stegmann. Hamburg : s.n., 2008. ISBN 978-3-943-9812867-0-0.
VII Lehr, Richard. 1981. Taschenbuch für den Garten und Landschaftsbau. Berlin : Verlag Paul Parey, 1981. ISBN 3-489-62822-5.
Leschonski, Kurt. 1986. Die Technik des Windsichtens. Düsseldorf : VDI-Verlag, 1986.
LFU, (Bayrisches Landesamt fürUmweltschutz). 2004. Biogashandbuch Bayern. Bayern : Bayrisches Landesamt für Umweltschutz, 2004.
livingathome.de. 2000-2011. livingathome.de. phaenologischer kalender. [Online] 2000-2011.
http://www.livingathome.de/pflanzen_gaertnern/phaenologischer-kalender/.
Michels, Bernhard. 2010. Gärtnern nach den 10 Jahreszeiten der Natur. München : BLV Buchvewrlag & Co. KG, 2010. ISBN 978-3-8354-0630-8.
nachwachsende-rohstoffe.de. nachwachsende-rohstoffe.de. [Online] Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). [Zitat vom: 30. 11 2011.] http://www.bioenergie-portal.info/fileadmin/bioenergie-beratung/sachsen/dateien/Vortraege/Gasertraege_4.pdf.
Ottow, Johannes C. G. und Bidlingmaier, Werner. 1997. Umweltbiotechnologie. Stuttgart : G.
Fischer, 1997. ISBN 3437252305.
P., Weiland. 2001. Grundlagen der Mathangärung- Biologie und Substarte. Biogas als regenerative Energie- Stand und Perspektive. Tagung Hannover, 2001, Bd. 1620.
Pötschkes. 2002. Goßes Gartenbuch. Kaarst : Gärtner Pötschke Verlag, 2002. ISBN 3920362012.
Raussen, Hackländer und Siepenkothen. 2010. Konditionierung von Grünabfällen zur regionalen energetischen Nutzung. [Buchverf.] M. Kern K. wiemer. Bio- und Sekundärstoffverwertung V.
Witzenhausen´ : Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH, 2010.
Rechtenbach, Dorothea. 2009. Fermentative Erzeugung von Biowasserstoff aus biogegen Roh- und Reststoffen. Hamburg : Verlag Abfall aktuell, 2009. ISBN 978.3.9812867-1-7.
Rösch, C. 2005. Vergleich stofflicher und energetischer Wege zur Verwertung von Bio- und Grünabfällen. Wissenschaftliche Berichte FZKA 5857. 2005, S. 269.
Rumpf, Hans. 1975. Mechanische Verfahrenstechnik. München : Hanser, 1975. ISBN 3446119876.
VIII Stieß, Matthias. 1992. Mechanische Verfahrenstechnik 1. Heidelber New York : Springer Verlag, 1992. ISBN 3-540-55778-4.
VDI-Richtlinie-4630. 2006. Vergärung organischer Stoffe Substratcharakterisierung,-Probenahme,- und Stoffdatenerhebund,- Gärversuche. s.l. : Beuth Verlag, 2006.
Weiler, Elmar und Lutz, Nover. 2008. Allgemeine und molekulare Botanik. Stuttgart : Georg Thieme Verlag, 2008. 978-3-13-147661-6.
Westphal, Luise. 2010. Biogaspotential von Gras und Rasenschnitt -Energetische Verwendung von organischen Reststoffen am Beispiel der grasartigen Bioressourcen im Bezirk Bergedorf-. Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft, Technische Universität Hamburg-Harburg. Hamburg : s.n., 2010. Diplomarbeit.
Wieczorek, Nils. 2010. Untersuchung der biologischen Umsetzung von Mikroalgen zu Biogas unter thermophilen und mesophilen Bedingungen. Hamburg : Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft, 2010. Bd. Bachelorarbeit, nicht veröffentlicht.
Wiemer, K. und Kern, M. 2010. Bio- und Sekundärrohstoffverwertung V. Witzenhausen : Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH, 2010. 3-928673-56-4.
IX
Anhang
Anhang I: Jahresarbeitstabelle
Jahresarbeitstabelle (Guter Rat bei allen Gartenfragen, 2002)
Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember
Vorbe re ite n Bodenanalyse
Sommerblumen vorkuvertieren Gemüse vorkultivieren Frühbeenutzung Winterschutz
Pfle ge n Mulchen Gründüngung Kompostierung Pflanzen und jauchen Unkrautbekämpfung Bewässerung
Säe n ins Fre iland Einjährige Somemrblumen Zweijährige Sommerblumen Stauden
Gemüse
Pflanze n
Vorkultivieren Sommerblumen Sauden
Zwiebel- und Knollengewächse Ziuergehölzer
Beerensträucher Obstbäume Balkonpflanzen
Anle ge n Rasen Steingarten Teich Kleinstbiotope Hügel- und Hochbeete
Schne ide n Hecken Rose
Beerensträucher Kernobst Steinobst Obstpaliere
Erziehungsscnitt (Obstbäume) Stauden (zurückschneiden)
geeigneter betser Monat
X Anhang II: Biogaspotentialtestkurven
0 50 100 150 200 250 300 350
0 5 10 15 20 25 30
Biogasertrag [LN/kgoTS]
Zeit [Tage]
März krautig März Mischprobe April krautig April Mischprobe Mai krautig Mai Mischprobe Juni krautig Juni Mischprobe Juli krautig Juli Mischprobe August krautig August Mischprobe September krautig September Mischprobe
XI
XII
XIII
XIV
XV
XVI
XVII
XVIII Anhang III Ergebnisse der Siebklassierung
Ergebnisse der Siebklassierung für den Monat März:
Maschenweite [mm] Siebrückstand[g] q3 Q3
20 90,19 0,44955638 1
10 31,2 0,15551789 0,55044362
6,3 37,13 0,18507626 0,39492573
5 10,09 0,05029409 0,20984947
0,63 32,01 0,15955538 0,15955538
Siebklassierung für den Monat November:
Maschenweite [μm] Siebrückstand [g] Q3 q3
40000 1,12 0,993874894724753 0,00283235970968313
10000 1,56 0,908123420871296 0,0197253622638647
4000 5,14 0,788683868003981 0,129985079533672
1000 3,619 0,395145854069367 0,742059106371374
630 1,542 0,118061404180384 0,243722024125635
XIX Anhang IV Verfahrensschema der Zerkleinerung
Ausgagngsprobe
Zerkleinerung
40mm
630µm
Rückstellprobe
20mm
6mm 10mm
Oberlauf Oberlauf Oberlauf
Oberlauf
Oberlauf Unterlauf
Unterlauf
Unterlauf
Unterlauf Unterlauf
Rückstellprobe Rückstellprobe
Rückstellprobe Rückstellprobe
Rückstellprobe Rückstellprobe
Rückstellprobe Rückstellprobe
Rückstellprobe
Rückstellprobe